CN112922297B - 一种地坪漆自移动涂刷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地坪漆自移动涂刷设备，主要涉及地坪漆施工设备领域。包括安装了驱动轮的框架，所述框架上设有料罐，所述框架的底部设置下料管，所述下料管通过泵机与料罐连接，所述框架的底部安装有刷漆装置。本发明的有益效果在于：能在地坪漆施工过程中代替人工，节约材料及人工成本，且施工质量得到保证。

Description

一种地坪漆自移动涂刷设备

技术领域

本发明涉及地坪漆施工设备领域，具体是一种地坪漆自移动涂刷设备。

背景技术

随着人们对环境卫生要求的不断提高，地坪漆以其美观、耐用、易清洁的优点被广泛应用于大型车库、生产厂、体育场等多种场合。尤其是在地下车库、篮球场、足球场等潮湿多灰的特殊场所。

目前，地坪漆的施工没有实现自动化，需要纯人工才能完成。另外，未固化地坪漆内含有聚氨酯TDI，高含量的游离TDI是一种有毒的物质，会导致呼吸系统损坏。轻者会造成咳嗽胸闷、气急哮喘等症状，重者会导致肺水肿及昏迷，甚至导致死亡。另外游离TDI还会对眼睛产生刺激，出现疼痛流泪、结膜充血等化学性结膜炎症，这种化学物质接触皮肤后，也会产生红色丘疹、接触性皮肤过敏等症状，长期接触TDI，还有可能导致癌症。

此外，考虑到成本因素，国内地坪漆施工过程全人工。一名施工人员一天刷30-40m²左右,劳动强度大，效率低，造成施工成本较高，质量也由于施工者水平而参差不齐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种地坪漆自移动涂刷设备，它能在地坪漆施工过程中代替人工，节约材料及人工成本，且施工质量得到保证。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种地坪漆自移动涂刷设备，包括安装了驱动轮的框架，所述框架上设有料罐，所述框架的底部设置下料管，所述下料管通过泵机与料罐连接，所述框架的底部安装有刷漆装置。

所述框架上固定有设备箱，所述设备箱内用于安装电气件，所述设备箱的顶部安装有触摸屏，所述驱动轮为4个且分别安装在框架的四角，所述驱动轮通过步进电机驱动，所述框架上固定有电池，所述电池用于为设备的耗电组件供电。

所述刷漆装置包括摆动轴，所述摆动轴的顶端通过电机驱动实现往复摆动，所述摆动轴的底端设有直线延伸的刷板，所述刷板的底端设置刷毛，所述刷板内设置喷涂管，所述喷涂管的底端等距的设置下料头，所述下料管固定在摆动轴上，所述下料管的顶端通过送料管连接到料罐内，所述下料管的底端与喷涂管连接。

所述驱动轮的行程轨迹设定为蛇形，所述蛇形轨迹包括：

以本设备的宽度为间隔距离，以施工区域的宽度为单向直线行程的长度，沿施工区域的长度方向上的一端成蛇行程覆盖至至另一端。

所述刷毛设置两排，所述喷涂管设置在刷毛之间，所述下料头为喷头。

刷漆装置包括旋转底座，所述下料管设置在环形底座的中央，所述旋转底座通过轴承与框架转动配合，所述旋转底座为环形件且其周侧固定有外齿圈，所述框架上设置步进电机，所述步进电机的输出轴上连接有驱动齿轮，所述外齿圈与驱动齿轮啮合；

所述旋转底座的顶部具有环形的安装端面，所述环形的安装端面上设有直线延伸的通槽，所述通槽内设有与其相适应的条形块，所述条形块上沿其长度方向设有第一条型孔，所述第一条型孔的长度方向与旋转底座的径向垂直；

所述旋转底座的下方设有刮抹件，所述刮抹件长度方向上居中的固定有向上延伸的第一杆件，所述第一杆件的顶端设有水平延伸的第二杆件，所述第二杆件位于旋转底座的下方，所述第二杆件的长度方向与第一条型孔一致，所述第二杆件远离第一杆件的一端固定连接有第三杆件，所述第三杆件竖直延伸，所述第三杆件的顶端设有与其垂直固定连接的条形板，所述条形板水平延伸且位于旋转底座的上方，所述条形板上设有第二条型孔，所述条形板的长度方向与第一条型孔垂直，所述条形板位于条形块的上方使得第二条型孔与第一条型孔呈十字交叉设置，所述第一条型孔和第二条型孔内贯穿有螺杆件，所述螺杆件的底端设置挡块，所述挡块的宽度大于第一条型孔的宽度，所述螺杆的上部螺纹配合有螺纹紧固套，所述螺纹紧固套的外径大于第二条型孔的宽度。

所述刮抹件为刷板或者刮板，所述第一杆件设置于刮抹件靠近旋转底座轴心的一侧。

所述刮抹件的长度为旋转底座直径的5/3。

对比现有技术，本发明的有益效果在于：

采用一键启动。一天的工作量可达1520m²，是纯人工的40-50倍。且此设备无需施工者近距离操作，一定程度上保障了施工者的身体健康。

附图说明

附图1是本发明的实施例1漆巧玲珑的电气原理图。

附图2是本发明的施工流程图。

附图3是本发明的施工路径示意图。

附图4是本发明实施例1的实物示意图。

附图5是本发明实施例1的结构示意图。

附图6是本发明实施例1的结构示意图。

附图7是本发明实施例1的侧视图。

附图8是本发明实施例1的正视图。

附图9是本发明实施例1的俯视图。

附图10是本发明实施例3的刷漆装置示意图(刮抹件居中)。

附图11是本发明实施例3的刷漆装置示意图(刮抹件伸出)。

附图12是本发明实施例3图10-图11状态变化前后的刷漆装置俯视图。

附图13是本发明实施例3刷漆装置的侧视图。

附图中所示标号：

1、框架；2、设备箱；3、料罐；4、泵机；5、驱动轮；6、步进电机；7、触摸屏；8、电池；9、摆动轴；10、刷板；11、刷毛；12、旋转底座；13、驱动齿轮；14、外齿圈；15、通槽；16、条形块；17、螺孔；18、第一条型孔；19、刮抹件；20、第一杆件；21、第二杆件；22、第三杆件；23、条形板；24、第二条型孔；25、螺杆件；26、螺纹紧固套；27、下料管。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。

实施例1：一种地坪漆自移动涂刷设备

本设备(地坪漆机器人)命名为“漆巧玲珑”，整体结构紧凑、成本低廉、便于使用，且满足刷漆需求，提高刷漆效率。具体设计如下：

1程序设计

根据施工过程优化控制流程，达到最优效率。

(1)Arduino与MCGS触摸屏7通讯程序设计。

通过Arduino UART串口通讯技术将数据发送至串口转以太网模块，以太网模块通过MODBUS TCP通讯技术将数据发送到MCGS触摸屏7实现施工过程的参数输入与设备控制。

(2)Arduino控制步进电机6程序设计。

根据施工参数需要自动完成，将参数整定为Arduino PWM脉冲输出，将脉冲发送到步进电机6驱动器，从而控制步进电机6按照设定的参数运动。

(3)Arduino与红外线遥控通讯程序设计。

利用Arduino与红外遥控技术实现小车的远程操控，提高刷漆质量。

2硬件设计

整体结构上主要包括框架1、料罐3、喷涂装置、驱动装置、控制板、触控屏、电池8、遥控器；

框架1：采用的是多功能型铝合金型材拼接而成。保证了设备的美观，结构紧凑结实耐用；所述框架1上固定有设备箱2，用于保护内部组件，主要是电气件，并且方便在外部安装触控屏等设备，方便操控。

料罐3：固定在框架1相对行进方向的后部，使得前后配重相同，距离喷口近可节省管材。上口为收口式设计，不易将地坪漆洒出，还可以保证良好的通气和灌装地坪漆。所述料罐3上连接有送料管，所述送料管上设置泵机4。

驱动装置：采用四轮独立驱动，在框架1的左右分别安装驱动轮5，增加了程序控制的灵活性。通过步进电机6驱动，步进电机6选用57HB76-401A，该型号步进电机6具有扭矩大和体积小的特点很适合本设备。

控制板：安装固定在设备箱2内，选用arduino mega2560，单片机通过驱动器控制步进电机6的转动。可根据施工需要对位移和速度控制。

触摸屏7：安装固定在设备箱2侧壁上，方便人进行按键操作。采用MCGS触摸屏7，根据施工需要设置参数，还可以显示各种状态。

供电电池8：安装在控制电路和动力电路分别接在两块电池8上。动力电路接在铅酸电池8上，铅酸电池8负责动力更加强劲；控制电路接在锂电池8上，续航更加持久。

刷漆装置，安装在框架1的底部，所述刷漆装置包括摆动轴9，所述摆动轴9的底端设有直线延伸的刷板10，所述刷板10的底端设置刷毛11，用以对油漆均布。所述刷板10内设置喷涂管，所述摆动轴9内固定有下料管27，所述下料管27通过泵机4与料罐3管路连通，所述下料管27底端与喷涂管连通，所述喷涂管的长度方向与刷板10的长度方向对应，且二者的长度基本相同，所述喷涂管的底端等距的设置下料头，用以对涂料向下送料。

所述摆动轴9的顶端通过电机驱动，使摆动轴9实现与雨刷一样的摆动效果，从而对涂料实现加好的涂刷均布。

本设备的施工过程是：

电源接通后,通过触摸屏7设置施工参数(包括施工区域长度X、宽度Y，以及刷漆的速度)，一键启动。如提前已经设置好施工参数也可直接一键启动。施工过程全自动，施工路线成S型，也可用红外遥控、移动终端等设备调整施工路径，查补施工盲点。施工结束后，自动停止施工。

本设备的性能指标是：环境温度:0-55摄氏度，环境湿度:15％-85％之间不结露，使用地点:室内外，额定电压:24v，上下极限电压:20-30v，额定功率:300瓦，大小:570*400*550mm。设备运行速度可以从0.9mm到1000mm每秒进行调节。

实施例2：一种地坪漆自移动涂刷设备

基于实施例1的结构下，本示例利用刷漆装置的结构，结合自动运行，进一步进行如下改进：

所述刷毛11设置两排，所述喷涂管设置在刷毛11之间，所述下料头为喷头，实现对地坪漆的向下喷涂，喷出的伞状地坪漆被遮挡在两排刷毛11之间，既能够大大的提高下料的分散和均匀，有通过刷毛11对喷雾实现了遮挡和立刻均布刷涂。解决了现有喷涂作业中，物料损耗严重，环境污染严重，对工人身体具有不利损害的问题。

通过两排刷毛11的遮挡，能有效避免漆雾上扬和蔓延，避免了地坪漆对环境的污染，大大降低物料损耗，让喷涂与其他地坪施工方式的物料损耗趋同。且全自动作业对人没有伤害。

实施例3：一种地坪漆自移动涂刷设备

与实施例1不同的是刷漆装置，由于考虑到所采用的刷漆施工手法，与地坪的铺设效果及质量有直接的关联，环氧地坪的施工操作多推荐使用扇形的包抄式挂抹，故结合实际在自动化涂刮效果中对各种运行形成的反复试验，圆形的挂抹方式所获得的地坪表面更加均匀和平整，相比直线排刷刮平、摆动刮平，弧形的刮平效果更好。但是由于地坪漆较为粘稠，且施工间隙需要对管道进行清理以防止凝固堵塞，故并不适合复杂的管路设置，例如旋转接头等具有转动效果的通路应用起来，不但很容易损坏，而且下料也不通畅。基于上述需求，我方专门对刷头部位进一步改进了一种结构，具体如下(详见附图10-13所示，此图中为了清楚的标识刷头的结构，对于其他组件以及公知的连接结构不在重复示出)

刷漆装置包括旋转底座12，所述旋转底座12通过轴承与框架1转动配合，所述框架1上设置步进电机6，所述步进电机6的输出轴上通过齿轮减速器连接有驱动齿轮13，所述旋转底座12为环形件，且其周侧固定有外齿圈14，所述外齿圈14与驱动齿轮13啮合。从而使得旋转底座12的转动能够被步进电机6所驱动。

所述旋转底座12的顶部具有环形的端面，设为安装端面，所述环形的安装端面上设有直线延伸的通槽15，所述通槽15内设有与其相适应的条形块16，此处采用拆分组件的方式，是因为这样一方面更容易加工，取用现有的标准件(法兰、型件等)即可加工使用，不用专门定制异形件，成本更低。另一方面是有利于获得较长的滑动调整范围。

所述条形块16上与通槽15内对应的设置螺孔17，通过标准螺栓可将二者固定。

所述条形块16上沿其长度方向设有第一条型孔18，所述第一条型孔18的长度方向与旋转底座12的径向垂直。

所述旋转底座12的下方设有刮抹件19，所述刮抹件19为刷板10或者刮板，所述刮抹件19的长度方向与第一条型孔18的长度方向一致。

所述刮抹件19长度方向上居中的固定有向上延伸的第一杆件20，所述第一杆件20设置于刮抹件19靠近旋转底座12轴心的一侧，从而使得刮抹件19相对第一杆件20设置在外侧。所述第一杆件20的顶端设有水平延伸的第二杆件21，所述第二杆件21位于旋转底座12的下方，所述第二杆件21的长度方向与第一条型孔18一致，所述第二杆件21远离第一杆件20的一端固定连接有第三杆件22，所述第三杆件22竖直延伸，所述第三杆件22的顶端设有与其垂直固定连接的条形板23，所述条形板23水平延伸且位于旋转底座12的上方，所述条形板23上设有第二条型孔24，所述条形板23的长度方向与第一条型孔18垂直，所述条形板23位于条形块16的上方使得第二条型孔24与第一条型孔18呈十字交叉设置，并通过螺杆件25将二者固定，具体是所述螺杆件25的底端设置挡块，所述挡块的宽度大于第一条型孔18的宽度，所述螺杆依次贯穿第一条型孔18和第二条型孔24，且螺杆的上部暴露在条形板23的上方，所述螺杆的上部螺纹配合有螺纹紧固套26，所述螺纹紧固套26的外径大于第二条型孔24的宽度，且所述螺纹紧固套26的周面设置纹理，方便人旋转操作。通过螺纹紧固套26与螺杆件25，能够将条形板23固定在条形块16上，并通过调整螺杆件25在第一条型孔18内的位置，调整底部的刮抹件19的挂抹范围及效果，基于附图可视，本示例中所述第三杆件22位于第一杆件20的右侧，且所述第三杆件22与第一杆件20的垂直距离基本与第一条型孔18的一般相适应，结合第一杆件20在刮抹件19长度方向上的居中和设置，故当螺杆件25位于第一条型孔18右端的时候，所述刮抹件19随着旋转底座12的转动而成圆形挂抹效果，且刮抹件19在长度方向相对旋转底座12的径线对称，所获得的挂抹范围较小，且挂抹包覆度较高。当螺杆件25位于第一条孔左端的时候，所述刮抹件19的右侧部分向外探出旋转底座12，获得更为广泛的挂抹范围，同样的转动条件下使得边缘的包抄重复度小于中央的包抄重复度，有利于将多余的涂料有效的聚拢的中央并向前推进，避免边缘多余涂料的堆积。

所述刮抹件19的长度比旋转底座12的直径长，本示例中为旋转底座12直径的5/3，从而在增大刮抹范围的情况下也能实现中央的反复包抄覆盖。

基于上述涂抹设计下，涂料的释放也得到了解决，所述环形底座的中央设置下料管27，由于所述通槽15设置在旋转底座12安装端面上的边缘，并结合上述杆件的形状结构，能够让刮抹件19整体偏心设置，让位出中央的区域，同时在旋转底座12的中央的轴线位置设有向下贯穿延伸的下料管27，所述下料管27通过带泵机4的管路与料罐3连接，将地坪漆向下输送到旋转底座12的中央下放位置，并通过刮抹件19偏心的在漆料的周侧以圆形进行挂抹，实现对漆面的抹平，随着设备边旋转挂抹边前行，能够以包抄式将漆料刮抹和推进，所涂刷出的地坪质量极好。

且通过调整螺杆件25在第二条型孔24内的位置，也能够调整刮抹件19的长度方向相对旋转底座12轴心的垂直距离，进而获得不同的偏心度。

Claims (6)

1.一种地坪漆自移动涂刷设备，其特征在于，包括安装了驱动轮的框架，所述框架上设有料罐，所述框架的底部设置下料管，所述下料管通过泵机与料罐连接，所述框架的底部安装有刷漆装置，所述驱动轮的行程轨迹设定为蛇形，所述蛇形轨迹包括：

以本设备的宽度为间隔距离，以施工区域的宽度为单向直线行程的长度，沿施工区域的长度方向上的一端成蛇行程覆盖至另一端；

刷漆装置包括旋转底座，所述下料管设置在环形底座的中央，所述旋转底座通过轴承与框架转动配合，所述旋转底座为环形件且其周侧固定有外齿圈，所述框架上设置步进电机，所述步进电机的输出轴上连接有驱动齿轮，所述外齿圈与驱动齿轮啮合；

所述旋转底座的顶部具有环形的安装端面，所述环形的安装端面上设有直线延伸的通槽，所述通槽内设有与其相适应的条形块，所述条形块上沿其长度方向设有第一条型孔，所述第一条型孔的长度方向与旋转底座的径向垂直；

所述旋转底座的下方设有刮抹件，所述刮抹件长度方向上居中的固定有向上延伸的第一杆件，所述第一杆件的顶端设有水平延伸的第二杆件，所述第二杆件位于旋转底座的下方，所述第二杆件的长度方向与第一条型孔一致，所述第二杆件远离第一杆件的一端固定连接有第三杆件，所述第三杆件竖直延伸，所述第三杆件的顶端设有与其垂直固定连接的条形板，所述条形板水平延伸且位于旋转底座的上方，所述条形板上设有第二条型孔，所述条形板的长度方向与第一条型孔垂直，所述条形板位于条形块的上方使得第二条型孔与第一条型孔呈十字交叉设置，所述第一条型孔和第二条型孔内贯穿有螺杆件，所述螺杆件的底端设置挡块，所述挡块的宽度大于第一条型孔的宽度，所述螺杆的上部螺纹配合有螺纹紧固套，所述螺纹紧固套的外径大于第二条型孔的宽度。

2.根据权利要求1所述一种地坪漆自移动涂刷设备，其特征在于，所述框架上固定有设备箱，所述设备箱内用于安装电气件，所述设备箱的顶部安装有触摸屏，所述驱动轮为4个且分别安装在框架的四角，所述驱动轮通过步进电机驱动，所述框架上固定有电池，所述电池用于为设备的耗电组件供电。

3.根据权利要求1所述一种地坪漆自移动涂刷设备，其特征在于，所述刷漆装置包括摆动轴，所述摆动轴的顶端通过电机驱动实现往复摆动，所述摆动轴的底端设有直线延伸的刷板，所述刷板的底端设置刷毛，所述刷板内设置喷涂管，所述喷涂管的底端等距的设置下料头，所述下料管固定在摆动轴上，所述下料管的顶端通过送料管连接到料罐内，所述下料管的底端与喷涂管连接。

4.根据权利要求3所述一种地坪漆自移动涂刷设备，其特征在于，所述刷毛设置两排，所述喷涂管设置在刷毛之间，所述下料头为喷头。

5.根据权利要求1所述一种地坪漆自移动涂刷设备，其特征在于，所述刮抹件为刷板或者刮板，所述第一杆件设置于刮抹件靠近旋转底座轴心的一侧。

6.根据权利要求1所述一种地坪漆自移动涂刷设备，其特征在于，所述刮抹件的长度为旋转底座直径的5/3。

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